「中空糸バイオリアクター」によるアンモニア態窒素除去システムの自動制御プログラム開発

平成13年の水質汚濁法改正で窒素排水基準が施行された。しかし対象事業者には中小零細の養豚業者などが多く、設置スペースが広く高コストな窒素除去装置は導入しにくかった。再生可能エネルギー固定買取価格制度によりバイオガス発電が急増し、窒素放流基準を満たす安価な装置の役割が大きくなった。

パイロットプラント試験機（硝化/脱窒連続処理）で、高濃度アンモニア性窒素の人工排水による試験を行った。窒素の除去状況を各種計測器で測定し、状況に合わせて制御するPLCプログラムを開発した。メタン発酵消化液処理試験機（脱窒/硝化循環処理）では、熊本からメタン発酵消化液の実排水を輸送し、連続供給試験を行った。同試験機で、最適な窒素除去率を維持できる自動制御プログラム（PLCプログラム）の開発に取り組んだ。

硝化/脱窒連続処理では窒素濃度が1,000mg/L程度まで処理できた一方、脱窒/硝化循環処理では1,800mg/L程度まで無希釈で処理できた。窒素除去状況に応じて制御するPLCプログラムを開発し、最適な窒素除去率を維持できるようになった。循環方式と連続方式のどちらを選ぶかは、窒素濃度・原水成分・原水流量などから総合的に判断する必要があることがわかった。

顧客の希望価格に合わせるため、全体の約70%を占める中空糸ユニットのコストダウンが課題である。代替品として化学繊維を使ってエレメントやユニットを自社製造し、30〜40%のコストダウンを目指す。最終的に生産設備の完成につなげるため、全体の設計見直しを行う予定である。